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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃聿文三
研究生(外文):Yi-Wen Huang
論文名稱:三維空間多攝影機視覺監控系統
論文名稱(外文):3D Visual Surveillance System with Multiple Cameras
指導教授:陳稔陳稔引用關係
指導教授(外文):Zen Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:資訊工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:90
中文關鍵詞:監控系統
外文關鍵詞:Visual Surveillance
相關次數:
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近年來,由於數位影像處理技術的進步,各種相關應用也隨之發展,其中之一即為視覺監控系統(Visual-based surveillance system)。在本篇論文中,我們利用一般監控用攝影機對場景進行監控,將目前影像與背景影像配合向量線性相依(Linear dependence of vector)原則比對得到影像內新植入的目標物,並雜訊、陰影等造成的影響進行清除處理。而後藉由相機校正的程序得相機的內部參數K及外部參數R、T。根據這些相機參數進一步推算目標物的三維座標資訊,並利用這個三維座標指揮另一部校正好的相機進行目標物鎖定與特寫。將來進一步發展,可以進行三維目標物的追蹤及事件分析的工作。

Recently, digital image processing technology has made great progress; there are tons of applications about it. One major application is the digital visual surveillance system. In this thesis, we want to monitor the scene with commercial cameras, detect moving object in the image by comparing the current image and background image, and reduce the effects of noise or shadow as much as possible. We calibrate our cameras, to obtain the intrinsic parameter K and extrinsic parameters R, T. With these parameters we may compute the 3D world coordinate of the object and control another calibrated camera to take a close-up picture of that object later. In the future, we are going to monitor a sequence of images to track the moving object and analyze the history of object motion for activity analysis.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
圖 目 錄 vi
表 目 錄 ix
第一章 緒論 1
1.1研究動機與目標 1
1.2相關研究 2
1.3研究流程概述 3
1.4 論文組織 3
第二章 監視系統基礎架構 5
2.1 電腦視覺理論 5
2.1.1 相機模型 (Camera Model) 6
2.1.2 傳統的相機參數校正 8
2.2 平面投影理論 9
2.3 場景變化偵測理論 11
第三章 場景變化偵測 14
3.1 景物變化的偵測 14
3.1.1 以Vector Model 判斷兩張影像的變化 15
3.1.2 去除雜訊造成的零碎區塊 17
3.2 去除搖曳的樹影及場景中陰影變化的影響 20
3.2.1 去除場景中侷限在同一範圍內的變化 20
3.2.2 去除陰影的影響 22
3.3 單純無外物的背景影像之合成 25
第四章 相機參數求取及目標物鎖定 27
4.1 相機參數求取 27
4.1.1 內部參數 ( intrinsic parameter) K 27
4.1.2最佳化平面投影轉換矩陣 31
4.2 相機旋轉矩陣 R 31
4.3 相機位移向量 的求取 33
4.4 定點特寫 36
第五章 實驗數據與結果 40
5.1 處理影像之取得與系統執行環境 40
5.2 場景變化偵測實驗結果 41
5.2.1 場景變化偵測實驗數據與結果 41
5.2.2無意義變化及陰影去除實驗數據與結果 45
5.2.3 合成無外物之背景影像之實驗數據及結果 62
5.3 相機內部參數求取實驗結果 66
5.4 相機旋轉矩陣與位移向量實驗 72
5.5 目標物鎖定與特寫 80
第六章 結論與未來工作方向 87
6.1 結果檢討 87
6.2 未來工作 87
參考文獻 89

1. Special issue on video communications, processing, and understanding for third generation surveillance systems, Proc. IEEE, vol.89, No.10, October 2001.
2. C.Wren, Christopher R., Azarbayejani, Ali, Darrell, Trevor, and Pentland, Alex. "Pfinder: Real-Time Tracking of the Human Body; IEEE Trans. On Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 19, No. 7, pp. 780-785, July 1997.
3. R. Szeliski, “ Rapid Octree Construction from Image Sequences”, CVGIP: Image understanding Vol.58, No.1, pp23-32, July 1993.
4. Kirakos N. Kutulakos and James R.Vallino, “Calibration Free Augmented Reality”, IEEE Trans. On Visualization and Computer Graphics , Vol. 4, No. 1, pp.1-20 January-March 1998
5. Anders Heyden, Kalle Astrom, “Euclidean Reconstruction from Constant Intrinsic Parameters”, Proc, ICPR, Vol. 1, pp.339-343, 1996.
6. Richard I. Hartley, “Self-Calibration of Stationary Camera”, Internation Journal of Computer Vision 22(1), pp.5-23, 1997.
7. K. Skifstad and R. Jain, “Illumination independent change detection for real world image sequences,” CVIP, Vol. 46, No. 3, pp.387-399, 1989.
8. Richard Szeliski, “Video Mosaics for Environments,” IEEE Computer graphics and Applications, March 1996, pp.22-30
9. Richar Szeliski, “Image Mosaicing for Tele-Reality Application,” Proc. IEEE Workshop on Applications of Computer Vision, IEEE CS Press, Los Alamitos, Calif., 1994, pp.44-53
10. T. Aach et al., “Statistical model-based change detection in moving video,” Signal Process., vol.31, pp.165-180, 1993.
11. MIT LCS Computer Graphics Group: City Scanning Project, Http://city.lcs.mit.edu/city/city.html
12. E. Durucan and T. Ebrahimi, “Change Detection and Background Extraction by Linear Algebra,” Proceedings of the IEEE, vol.89, no.10, pp.1368-1381, Oct. 2001.
13. A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, and T. G. Stockham Jr, “Nonlinear filtering of multiplied and convolved signals,” Proc. IEEE, vol. 56, pp. 1264-1291, Aug 1968.
14. Milan Sonka, Vaclav Hlavac, Roger Boyle, “Image Processing, Analysis, and Machine Vision”, second edition.
15. W.H.Press et al., “NUMERICAL RECIPES IN C: THE ART OF SCIENTIFIC COMPUTING”, second edition, Cambridge Univ. Press, Cambridge, England, 1992
16. 謝耀賢, ”環場全景製作技術及其在虛擬實境應用”, 國立交通大學,碩士論文,民國86年
17. 張振宇, ”利用人臉視覺資訊作為虛擬實境畫面瀏覽之控制”, 國立交通大學, 碩士論文, 民國88年
18. 陳郁中, “藉由平面投射轉換執行影像嵌合及物体重建”, 國立交通大學, 碩士論文, 民國89年

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